砒砂岩坡面侵蚀影响因素的冲刷试验研究

发布时间：2017-08-21 01:06

  本文关键词：砒砂岩坡面侵蚀影响因素的冲刷试验研究

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【摘要】：为减轻砒砂岩区水土流失问题,提高砒砂岩区坡面冲刷的稳定性及抗侵蚀能力,通过室内坡面冲刷试验,研究了砒砂岩区坡面冲刷稳定性的主要影响因素及其坡面径流水力规律,分析了改性亲水性聚氨酯(W-OH)固化剂对坡面的防护效果及聚乙烯醇(PVA)和醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(EVA)对W-OH固土效果的影响,优选出固化剂的最佳剂量和最佳剂型,得到了以下结论：(1) 冲刷流量和坡度是影响坡面冲刷稳定性的主要因素。径流量、产沙量、径流水力特性参数(径流流速、Re、Fr)都随着冲刷流量的增大而增大,径流含沙量随着冲刷流量的增大而减小；产沙量、径流含沙量、径流水力特性参数(径流流速、Re、Fr)随着坡度的增大而增大,径流量随坡度无明显变化。(2) W-OH的浓度、喷洒量是影响砒砂岩坡面冲刷稳定的主要因素。W-OH浓度、喷洒量对径流量无显著影响。添加W-OH后,产沙量、径流含沙量显著降低。浓度为2%、喷洒量为1.5L/m2时,基本无产沙发生。浓度为1%时,径流流速、Re、Fr与素土坡面较为接近；浓度大于1%时,径流流速、Re较素土坡面小,Fr较素土坡面大。浓度为1%的坡面,径流量、产沙量、径流含沙量、径流水力特性参数随冲刷历时与素土坡面有相似的变化规律：初期变化剧烈,后期趋于稳定；W-OH浓度大于1%时,其径流量随冲刷历时与素土坡面有相似的变化规律,产沙量、径流含沙量、径流水力特性参数随冲刷历时趋于稳定。在砒砂岩地区的工程实践中,建议W-OH的喷洒量至少为1.5L/m2,w-OH的浓度至少为2%。(3)PVA和EVA对W-OH的固土效果有明显影响。PVA和EVA对W-OH处理的坡面的径流量无明显影响,而产沙量、径流含沙量增加。W-OH+PVA和W-OH+EVA处理的坡面其径流量与素土坡面有相似的变化规律：初期变化剧烈,后期趋于稳定；W-OH+PVA处理的坡面其产沙量和径流含沙量初期较大,随后迅速减少并趋于稳定；W-OH+EVA处理的坡面其产沙量和径流含沙量随冲刷历时趋于稳定。W-OH+PVA和W-OH+EVA处理的坡面其径流流速、Re、Fr初期略有波动,随后趋于稳定。
【关键词】：砒砂岩 W-OH 固化剂 冲刷试验
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU45
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-25
• 1.1 研究背景与意义9
• 1.2 研究现状9-22
• 1.2.1 砒砂岩区水土流失成因分析9-15
• 1.2.2 土壤抗冲性的研究现状15-18
• 1.2.3 影响土壤侵蚀的因素18-21
• 1.2.4 砒砂岩区水土保持的措施21-22
• 1.3 研究目的22-23
• 1.4 研究方法和技术路线23-25
• 1.4.1 研究方法23-24
• 1.4.2 技术路线24-25
• 第二章 材料和方法25-31
• 2.1 采样点概况25
• 2.2 供试材料25-27
• 2.2.1 供试砒砂岩风化土25
• 2.2.2 供试试剂25-27
• 2.3 放水冲刷试验27-31
• 2.3.1 试验设计27
• 2.3.2 试验装置27-28
• 2.3.3 试验方法及数据采集28-31
• 第三章 砒砂岩坡面冲刷的稳定性影响因素31-57
• 3.1 砒砂岩坡面侵蚀产流产沙的影响因素31-44
• 3.1.1 冲刷流量对产流产沙的影响31-38
• 3.1.2 坡度对产流产沙的影响38-44
• 3.2 比砂岩坡面径流水力规律分析44-54
• 3.2.1 坡面流水力特性基本理论44-46
• 3.2.2 冲刷流量对径流水力特性的影响46-50
• 3.2.3 坡度对径流水力特性的影响50-54
• 3.3 小结54-57
• 第四章 固化剂对砒砂岩坡面冲刷稳定性的影响57-69
• 4.1 W-OH对砒砂岩坡面冲刷稳定性的影响57-63
• 4.1.1 W-OH对砒砂岩坡面产流产沙的影响57-60
• 4.1.2 W-OH对砒砂岩坡面径流水力特性的影响60-63
• 4.2 PVA和EVA对W-OH固土效果的影响63-67
• 4.2.1 PVA和EVA对固化土坡面产流产沙的影响63-65
• 4.2.2 PVA和EVA对固化土坡面径流水力特性的影响65-67
• 4.3 小结67-69
• 第五章 结论和建议69-71
• 5.1 主要结论69-70
• 5.1.1 影响砒砂岩坡面冲刷稳定性的因素69
• 5.1.2 W-OH对砒砂岩坡面冲刷稳定性的影响69
• 5.1.3 PVA和EVA对W-OH固土效果的影响69-70
• 5.2 有待深入研究的问题70-71
• 参考文献71-75
• 致谢75

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本文编号：709914